基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法技术

本发明专利技术涉及变电站保护与控制技术领域，尤其为基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，包括以下步骤

【技术实现步骤摘要】
基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法


[0001]本专利技术涉及变电站保护与控制
，具体为基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法
。

技术介绍

[0002]电力系统中断路器操作机构
、
继电保护装置
、
信号及照明装置等重要负载均通过保护电器提供电源
。
保护电器主要是维持保护
、
控制
、
通信等二次设备负荷及接线回路的重要元器件，是电力系统中防止故障进一步扩大的重要设备
。
一旦电力系统中二次设备间发生故障，保护电器可以迅速断开故障部分，防止故障对整个系统造成更大的影响
。
保护电器之间的配合和选择性是电力系统保护的基本要求，选择性校验能确保当系统出现故障时，最接近故障点的保护设备最先动作，从而精确地切断故障部分，防止故障扩大
。
而作为在变电站或发电厂中监控和保护重要环节的保护电器由于其器件体积小
、
配置数量多，在例行测试和运检验收时，通常只对几条典型的保护电器支路做配合试验以及参考厂家在生产过程中的保护电器实验数据来验证保护电器可靠动作的准确性，缺乏对保护电器的全覆盖校验，尤其对保护电器选择性的校验，包括保护电器极差配合
、
灵敏度
、
短路耐受电流等选择准确性的校验，难以实现国网提出的数字化运检建设需求和保障电网运行的可靠性
。
国网公司对于保护电器的关注度渐渐提高，运检验收等单位在对这些器件体积小
、
数量多的微小元件也提出了很多要求，其在电网快速发展的近年来也受到广泛关注
。
[0003]但目前还未有对保护电器间的选择性配合的校验方法，包括分析保护电器的分布逻辑，模拟保护电器上下级配合计算，构建所有回路保护电器校验分析模型，对保护电器选择性进行校验判据验证，由此校验保护电器选择性的准确度
。
为此，提出基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，利用梯度迭代算法提出保护电器参数中额定电流
、
电缆截面
、
灵敏度
、
短路电流等互相影响且变量较多的计算函数方法，构建保护电器选择性配合分析模型，通过校验判据和逻辑设计，实现对各层级
、
不同回路的保护电器选择性校验，保证系统稳定运行，预防潜在故障
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，包括以下步骤：
[0006]A1
：对收集到的保护电器进行预处理并且构建保护电器模型数据集；
[0007]A2
：利用梯度迭代算法对保护电器参数进行数学模型构建；
[0008]A3
：建立保护电器上下级选择性校验判据；
[0009]A4
：保护电器校验逻辑设计；
[0010]A5
：通过代入实际工程进行测试得出技术效果
。
[0011]作为本专利技术所述基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法的一种可选方案，其中：在
A2
中，其具体步骤为：
[0012]在保护电器的选择性校验中，找到一个参数集，通过设置一个目标函数使模拟结果和实际测量结果之间的误差最小，该目标函数描述模拟结果和测量结果之间的差异，将保护电器选择性配合判据作为数学关系式表达，采用梯度迭代算法寻找最优解，不断迭代更新，达到目标函数的极小化，最后收敛
。
[0013]作为本专利技术所述基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法的一种可选方案，其中：在
A2
中，梯度迭代算法的步骤如下：
[0014]输入目标函数为
f(x)
，梯度函数计算精度
ε
，输出
f(x)
的极小点
x
*
；
[0015]步骤1：取初始值
X
(0)
∈R
n
，置
k
＝0[0016]步骤2：计算
f(X
(k)
)
[0017]步骤3：计算梯度
g
k
＝
g(X
(k)
)
，当
||g
k
||
＜
ε
时，停止迭代，令
X
*
＝
X
(k)
；否则，令
p
k
＝
‑
g(X
(k)
)
，求
λ
k
，使
[0018]步骤4：置计算
f(X
(k+1)
)
，当
||f(X
(k+1)
)
‑
f(X
(k)
)||
＜
ε
或
||X
(k+1)
‑
X
(k)
||
＜
ε
时，停止迭代，令
X
*
＝
X
(k+1)
；
[0019]步骤5：否则，置
k
＝
k+1
，转入步骤
3。
[0020]作为本专利技术所述基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法的一种可选方案，其中：在梯度迭代算法中：
[0021]初始值
x
(0)
为保护电器的额定电流和回路连接电缆长度的矩阵，设定初始值之后可以定义一个代价函数
J(
θ
)
，以常见的均方根误差形式体现为：
[0022][0023]其中
m
为数据集中数据点的个数，也就是样本数，
X
(i)
为各个回路保护电器额定电流的数据点，
Y
(i)
是厂家的保护电器对应不同型号的实验数据，
h
θ
(X
(t)
)
是通过迭代计算后的下一级保护电器出口处短路电流与本级保护电器出口短路电流的中间优化值，
θ
是不同的电缆截面值；
[0024]在中，
h
θ
(X
(t)
)
可以用可微分的函数表示为：
[0025]h
θ
(X
(t)
)
＝
C0θ0‑1+C1θ1‑1+C2θ2‑1+C3X
(t)
；
[0026]其中，代价函数
J(
θ
)
中的变量
θ0，
θ1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1
：对收集到的保护电器进行预处理并且构建保护电器模型数据集；
A2
：利用梯度迭代算法对保护电器参数进行数学模型构建；
A3
：建立保护电器上下级选择性校验判据；
A4
：保护电器校验逻辑设计；
A5
：通过代入实际工程进行测试得出技术效果
。2.
根据权利要求1所述的基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，其特征在于，在
A2
中，其具体步骤为：在保护电器的选择性校验中，找到一个参数集，通过设置一个目标函数使模拟结果和实际测量结果之间的误差最小，该目标函数描述模拟结果和测量结果之间的差异，将保护电器选择性配合判据作为数学关系式表达，采用梯度迭代算法寻找最优解，不断迭代更新，达到目标函数的极小化，最后收敛
。3.
根据权利要求2所述的基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，其特征在于，在
A2
中，梯度迭代算法的步骤如下：输入目标函数为
f(x)
，梯度函数计算精度
ε
，输出
f(x)
的极小点
x
*
；步骤1：取初始值
X
(0)
∈R
n
，置
k
＝0步骤2：计算
f(X
(k)
)
步骤3：计算梯度
g
k
＝
g(X
(k)
)
，当
||g
k
||
＜
ε
时，停止迭代，令
X
*
＝
X
(k)
；否则，令
p
k
＝
‑
g(X
(k)
)
，求
λ
k
，使步骤4：置
X
(k+1)
＝
X
(k)
+
λ
k
p
k
，计算
f(X
(k+1)
)
，当
||f(X
(k+1)
)
‑
f(X
(k)
)||
＜
ε
或
||X
(k+1)
‑
X
(k)
||
＜
ε
时，停止迭代，令
X
*
＝
X
(k+1)
；步骤5：否则，置
k
＝
k+1
，转入步骤
3。4.
根据权利要求3所述的基于梯度迭代算法的保护电器选择性校验方法，其特征在于，在梯度迭代算法中：初始值
x
(0)
为保护电器的额定电流和回路连接电缆长度的矩阵，设定初始值之后可以定义一个代价函数
J(
θ
)
，以常见的均方根误差形式体现为：其中
m
为数据集中数据点的个数，也就是样本数，
X
(i)
为各个回路保护电器额定电流的数据点，
Y
(i)
是...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪婷，吴志丹，陈尚振，韦辉，
申请(专利权)人：佛山电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：